Расчет магнитных свойств однослойных углеродных нанотрубок в рамках метода функционалов плотности

1 / 9

56 ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 4
УДК 537.9 DOI: 10.18698/1812-3368-2016-4-56-64
РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ОДНОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ
НАНОТРУБОК В РАМКАХ МЕТОДА ФУНКЦИОНАЛОВ ПЛОТНОСТИ
О.С. Еркович
П.А. Ивлиев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Представлены результаты теоретического исследования
радиально-углового распределения электронной плотно-
сти одностенной углеродной нанотрубки металлического
типа с учетом межэлектронного взаимодействия в при-
ближении прямого кругового цилиндра. Рассмотренная
система является цилиндрически симметричной потен-
циальной ямой с конечной высотой стенки. В рамках
теории Кона — Шэма и приближения самосогласованно-
го поля Хартри — Фока получено радиально-угловое
распределение электронной плотности ( ). n r Проведен
численный расчет радиальной компоненты электронной
плотности. Показано, что вид функции ( ) n r не зависит от
радиуса нанотрубки. Исходя из характера углового рас-
пределения вычислена индукция магнитного поля одно-
слойной углеродной нанотрубки
Электронная плотность,
углеродные нанотрубки,
угловое распределение,
радиальное распределение,
магнитное поле нанотрубки
Поступила в редакцию 02.12.2015
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016
В последние годы возрос интерес к изучению различных свойств наноструктур.
В первую очередь, это связано с тем, что наномасштабные объекты обладают
параметрами, сильно отличающимися от параметров микрообъектов, а уни-
кальное сочетание механических и электрических характеристик дает возмож-
ность разрабатывать устройства, в которых будут использованы наноструктуры.
Необычные физико-химические свойства углеродных наноструктур делают их
привлекательным объектом исследования фундаментальной науки. Одним из
наиболее важных с практической точки зрения объектов исследования являют-
ся углеродные нанотрубки (УНТ). Важная отличительная особенность УНТ —
экспериментально установленная независимость электропроводности от длины
проводящей трубки и ее толщины [1]. Цель настоящей работы — теоретическое
исследование распределения электронной плотности нанотрубки, а также ее
электропроводности и собственного магнитного поля.
Углеродная нанотрубка представляет собой полую протяженную цилин-
дрическую структуру диаметром от 0,4 до нескольких десятков нанометров и
длиной от одного до сотен микрометров, состоящую из одной или нескольких